服务器的SSD或HDD

问题

我已经阅读了许多有关存储的讨论，以及SSD还是经典HDD更好。我很困惑。HDD仍然是首选，但是为什么呢？

主动存储哪个更好？例如对于数据库，磁盘始终处于活动状态？

关于SSD。

优点

• 他们很安静。
• 不是机械的。
• 最快的。

缺点

• 比较贵。

题。

• 如果使用SSD的一个单元的生命周期，那么会发生什么？磁盘是否仅通过该单元减少并且可以正常工作？
• 最好的文件系统是什么？ext4很好，因为它可以连续保存到单元格中吗？

关于硬盘。

优点

• 便宜点

缺点

• 如果发生机械故障，我相信通常无法修复。（请确认。）
• 最慢，尽管我认为硬盘速度通常足以满足服务器需求。

只是价格吗？为什么首选硬盘？SSD对服务器真的有用吗？

我工作的一方面是设计和构建大型存储系统（通常称为“ SAN”或“存储区域网络”）。通常，我们将SSD和HDD结合使用分层方法。

也就是说，每个人都有其特定的好处。

1. SSD几乎总是具有更高的每字节成本。我可以获得每GB成本$ 0.068 / GB USD的10k SAS 4kn HDD。这意味着大约280美元，我可以得到一个4TB的驱动器。另一方面，SSD的每千兆字节成本通常在10到20美分之间，甚至高达每千兆字节美元。

2. 在处理RAID时，速度变得不那么重要，而大小和可靠性则更为重要。我可以用比SSD便宜得多的HDD构建12TB N + 2 RAID系统。这主要是由于第1点。

3. 如果处理得当，硬盘的更换和维护成本非常低廉。因为每字节成本较低，所以由于故障而用另一个替换HDD会更便宜。而且，由于HDD的故障通常与时间和数据写入有关，因此更换硬盘在重建RAID阵列时不会自动开始用完TBW。（可以肯定的是，用于重建的TBW百分比总体上很小，但这很明显。）

4. SSD市场相对复杂。从支持的总写入数量到最低的四种类型（目前，在撰写本文时）是SSD的主要类型：SLC，MLC，TLC，QLC。SLC通常支持最大数量的总写入（SSD寿命的主要限制因素），而QLC通常支持最低数量的总写入。

就是说，我所见过的最成功的存储系统是同时使用两个驱动器的。就个人而言，我建议客户使用的所有存储系统通常都遵循以下几层：

1. 层1通常是（或几个）仅RAID 10 SSD层。数据始终写入第1层。
2. 第2层通常是一个（或几个）RAID 50或5个仅SSD的层。数据从1级到2级老化。
3. 层3通常是一个（或几个）仅RAID 10 HDD层。数据从2层老化到3层。
4. 第4层通常是几组仅RAID 6 HDD的层。数据从3层老化到4层。我们将RAID 6组设置得尽可能小，从而最大程度地支持驱动器故障。

随着层数的增加，读/写性能下降，数据将传播到一个层，在该层中，大多数数据共享相同的访问/修改频率。（也就是说，数据读取/写入的频率越高，它位于的层就越高。）

在其中散布一些设计良好的光纤通道，您实际上可以构建具有比板载驱动器更高的吞吐量的SAN 。

现在，您要提到的一些具体事项：

您的SSD问题

当一个单元的生命周期用尽时，SSD到底如何工作？磁盘仅被此单元格还原并正常工作吗？还是发生了什么？

• 两种驱动器类型通常都设计有许多“备用”单元。也就是说，它们上有“额外”空间，如果单元格死亡，您将无法访问这些空间以支持故障转移。（IIRC大约为7-10％。）这意味着如果单个“单元”（HDD上的扇区）死亡，则将使用“备用”。您可以通过两个驱动器上的SMART诊断实用程序检查其状态。

最好的解决方案（文件系统）是什么？我认为ext4很好，因为它可以连续保存到单元格中？

• 对于SSD，这是完全不相关的。单元的位置无关紧要，因为访问时间通常是线性的。

您的硬盘问题

如果发生机械故障，无法修复（对）吗？

• 部分不正确。实际上，在大多数故障情况下，HDD都更容易恢复数据。（注意：我说的容易些，而不是容易的。）需要专用设备，但是这里的成功率似乎很高。盘片通常可以读出的专用设备，它允许数据恢复，如果驱动器是死的硬盘本身。

最慢，但是我认为速度不是那么重要，因为HDD的速度对于服务器使用来说绝对足够吗？

• 通常，在使用RAID时，单驱动器速度变得不再重要，因为您可以使用速度配对RAID设置来提高整体速度。（RAID 0，5，6中经常使用，常在串联）。对于具有高IO的，HDD的数据库通常是不够的，除非设计非常故意。您可能需要SLC写密集型SSD，用于数据库级IO。

硬盘仍然是首选

是吗？我不确定这是诚实的。

HDD现在以合理的价格大批量推出，这是不可否认的，而且我认为人们也相信它们比SSD拥有更长的数据保留时间。同样，当SSD死亡时，它们趋向于完全消失，而HDD倾向于以更可预测的方式死亡，如果需要的话，它可能允许更多的时间首先取出数据。

但是，否则SSD会成为大多数用途的前进之路-您想要一个引导对，R1中的几个500GB SATA不会花费大笔费用，对于DB使用，您无法真正打败SSD（只要您的日志处于打开状态）高耐久性模型）。是的，对于备份，您可能会使用大型7.2k HDD，对于大型数据集也是如此（事实上，去年初，我仅出于此要求就购买了4,000多个10TB HDD），但否则SSD是前进的方向。

固态的一切事物：互动使用，数据库，任何联机的事物。主轴作为廉价的热存储设备，仅用于不太冷的存档或不经常访问的数据。特别是将备份归档到磁带之前，暂存区中的HDD。

冷热介质的不同介质类型也有助于多样性。如果同时读取在线数据和备份数据，则品牌SSD控制器中的数据丢失缺陷将更加严重。不太可能，但是主轴和磁带仍然很便宜，所以为什么要冒险。

只要阵列保持冗余并进行备份，任何特定设备的故障模式都不重要。通常，此过程是用任何故障症状更换驱动器。尝试在测试系统中修复它们，其中任何灾难性的故障都不会影响生产服务。

文件系统是个人喜好问题。尽管有经过SSD优化的文件系统，但是您知道并可以修复的东西可能更为重要。

SSD的最大优点是速度和可靠性，但是，肮脏的小秘密之一是SSD的写入周期数有限。如果要构建具有大量硬盘写入活动的服务器（例如数据库或电子邮件服务器），则需要具有更高耐用性的更昂贵的SSD。

NAND闪存有3种类型

• 薄层色谱
• 薄层色谱
• SLC

TLC主要设计用于写周期很少的Web服务器或存档服务器。MLC适用于混合读写周期的服务器，例如低容量数据库服务器。SLC是为具有大量读/写周期的服务器（例如大容量数据库服务器）设计的。

SSD和HDD之间的主要驱动因素是应用程序和预算。在理想的情况下，SLC SSD硬盘驱动器会使标准的HDD过时，但我们还没有到此。

硬盘仍然是首选，但是为什么呢？

这取决于您与谁交谈，他们的背景（管理，IT，销售等）以及讨论所参考的服务器类型。通常，HDD的每字节成本降低了一个数量级，但使用的功率更高，并且几乎总是较慢，取决于工作负载。

几乎总会降低成本，以及在给定数量的服务器中可以容纳多少存储空间。如果您可以通过单个SSD来获得5磁盘阵列的性能，则SSD可能会便宜很多，并且仅消耗少量的电量，但是您可能还会获得1/10的存储空间。

主动存储哪个更好？

这就是它变得复杂的原因，也是为什么许多人会跳过复杂性而只使用他们知道的HDD的原因。

SSD的等级不同，对可写入单元的数据量有所限制，这与主机写入的数据量不同。写入少量数据最终会向单元中写入大量数据，这称为写入放大，并且可以快速终止具有低耐用性等级的驱动器。

SSD单元以其可以存储的位数来命名，为了存储n位，每个单元需要2 ^ n的电压电平。TLC（三位）需要8个电压电平来寻址这些位。通常，每次增加每个单元的位级别，单元耐久性就会下降3-10倍。对于例如，细胞死亡，企业EMLC 30000倍，MLC 10000，TLC 5000，QLC 1000之前的SLC驱动器可以写所有小区100000倍。

分析师Jim Jimy表示，与以前的2D NAND相比，SSD单元技术也有了一代又一代的进步，更好的光刻技术和3D NAND改善了密度和性能。

SSD实际上并不直接写入寻址的单元，而是写入单元块。这样，该块具有更一致的单元写入量，并且当单元跌落到容限范围之外时，整个块将被标记为不良，并且数据将移至新的块。SSD的耐用性取决于单元类型，可用的备用块数，纠错的开销以及驱动器如何使用缓存和算法来减少写放大。制造商选择标记为不良的公差也起作用，企业驱动器将标记出不良的块比消费型驱动器更早，即使其中任何一个仍能正常运行。

企业级“高写入” SSD基于SLC或eMLC单元，并具有大量备用块，通常具有带电容器的大缓存，以确保断电时缓存可以冲入磁盘。

对于“高读取”应用程序（例如文件服务器），需要快速访问时间的驱动器的耐用性也要低得多，它们以降低的耐用性为代价，每字节成本更低，具有不同的单元类型，更少的备用空间，依此类推，可能只有“高写入”驱动器耐用性的5％，但是如果正确使用，他们也不需要。

例如对于数据库，磁盘始终处于活动状态？

我的数据库很小，断断续续的读取占访问的95％，并且大多数都缓存在RAM中，在HDD上几乎和在SSD上一样快。如果更大，则系统上将没有足够的RAM，并且SSD开始在访问时间上产生巨大差异。

SSD还可以使备份和恢复速度提高几个数量级。我的数据库从备份在大约10分钟内恢复到了缓慢的SSD，或者从大约11秒恢复到了一个非常快的SSD，到HDD的备份大约需要25分钟。这至少是2个数量级，根据工作量的不同，差异可能很大。它可以在第一天就收回成本。

具有大量小写操作的数据库可在数小时内杀死消费者级TLC驱动器。

SSD对服务器真的有用吗？

绝对，如果为应用程序选择了正确的驱动器类型和等级，则如果选择错误，将是一场灾难。

我的服务器运行多个数据库，再加上高读取网络存储，高写入安全镜头存储，混合读写文件存储和客户端备份。该服务器具有用于大容量网络存储和NVR的RAID-6 HDD阵列，用于MySQL的单个高性能MLC SSD，以及RAID-5中的3个消费者TLC驱动器，用于客户端和数据库备份以及快速访问网络存储。

SSD RAID上的写入速度大约与HDD RAID相同，但是随机存取读取速度在SSD RAID上快10倍以上。这再次是一种消费型TLC SSD，但是由于顺序写入速度比千兆LAN快3倍，因此它永远不会过载，并且如果在远程访问系统时进行本地备份，则会产生大量开销。

大多数SSD还提供即时安全擦除（ISE），可在几秒钟内擦除数据，而对于不具备此功能的HDD则需要数小时或数天，只有少数企业级HDD倾向于提供ISE，但它们正在变得越来越流行。比较普遍;普遍上。如果您要淘汰或重新使用驱动器，这将非常有用。

最好的解决方案（文件系统）是什么？

取决于所需的数据类型和文件系统功能的类型。我仅使用EXT4和BTRFS（需要快照和校验和）。文件系统开销将减少可用空间，并且会稍微缩短SSD的寿命，BTRFS对于校验和和其他功能具有高开销，并且快照将占用大量空间。

如果发生机械故障，无法修复（对）吗？

无论驱动器类型如何，您是否曾经必须在死驱动器上进行数据恢复？这可能会非常昂贵，最好先进行分层备份，在主存储上进行RAID，在不同设备或计算机上本地进行版本备份，然后再同步到异地或云中。1TB的云存储每月需要花费5美元，在HDD上进行数据恢复可能会花费您2英镑，而且失效的SSD可能无法恢复...只需做备份，而无需进行修理。

都。

我还没有看到由于写入负载而导致SSD死亡的情况（在这种情况下，它们应该变为只读状态）。并不是说它们不会因为其他原因而死亡-包括但不限于过热和固件错误。

而且我已经看到硬盘坏了。实际上，它们更多。

可靠性如此重要。

在某些情况下，混合RAID1（HDD + SSD）是有意义的。这样，您可以对与这两种故障相关的故障模式进行对冲，并且仍然具有SSD读取性能。

在其他情况下，仅将SSD用于文件系统的日志是有意义的-您将获得HDD的2倍的写入性能（因为您节省了一半的写入和一半的查找），即使滥用了SSD，通常也没有任何风险死。Ext4非常优雅地丢失了它的日志。

要考虑的两个主要因素是：

• 性能（访问时间和吞吐量）
• 每GB成本

SSD在性能方面使HDD脱颖而出。如果您需要高吞吐量和低访问时间，那么SSD是无与伦比的。

但是，每GB SSD的成本比HDD高得多。如果您需要大量存储空间，那么吞吐量或访问时间的重要性就不那么重要了，那就没什么比HDD更好了。

适当的RAID级别可以帮助提高吞吐量（带宽）数字（不过，访问次数不是很多，除非您的驱动器积压得足够多，以至于无法排队）。

适当的缓存（例如，在服务器中放置更多RAM）可能会有助于小型数据集的读取访问时间数据。但是，对于写操作无济于事（控制器或磁盘中由电池供电的RAM高速缓存除外）。

因此，这实际上取决于您的用例。使用HDD的备份/归档服务器需要大量的容量，但并不关心访问时间或带宽，因此更好。高流量的数据库服务器将首选SSD。之间...取决于。

无论什么情况：

• 您需要备份。这不是一个问题，如果一个驱动器（SSD或HDD）会失败，这是一个事情的时候。

• 如果服务器具有任何重要性，则需要某种RAID来维护正常运行时间并保护数据。RAID通常也会提高性能。这很大程度上取决于您的要求（同样，性能/成本方面的折衷）。

如前所述，最大的区别是每GB价格与随机IO性能之间的差异。

以Seagate Exos 16 TB为例：约为550美元时，其命令价格为0,034美元/ GB。现在，将其与入门级（速度方面）的美光5200 ECO 7.68 TB（价格约为1300美元）进行比较，结果得出的价格为0.14美元/ GB：HDD便宜5倍，而大2倍。另一方面，SSD随机IO性能要好得多，但有一个要点：消费类SSD，缺少受功耗保护的写回缓存，对于同步的随机IO丰富的工作负载（例如：数据库，虚拟机）来说相当慢（有时与HDD一样慢）。 ）。这是非常重要的一点，很少通过在线评论来分析。企业SSD几乎都使用电容器作为掉电保护，因此不会遭受这种弱点的困扰，它具有很高的读写随机IO。

从以上内容，您可以了解为什么SSD会杀死高端15K和10K SAS磁盘：它们以可比的价格提供了更好的性能（15K磁盘特别昂贵）。另一方面，7.2K HDD在大容量存储系统中具有很强的立足点。

英特尔Optane（基于Xpoint而非NAND）在速度和耐用性方面都属于同类产品，每GB的价格非常高：100 GB Optane P4801x的成本超过260美元，每GB成本为> 2.6美元，是HDD的80倍。因此，它通常用作“应用程序加速器”或日志/日志设备。

由于这些原因，现代SAN和服务器经常使用 分层或缓存的存储子系统：

• 分层系统将热数据放入快速层（SSD），将冷数据放入慢层（HDD）。在这样的系统中，总存储空间是快速层和慢速层的总和。但是，它们是静态所有分区的-如果冷数据突然变热，则需要等待将其移至快速层。此外，快速层必须与慢速层一样持久。

• 基于缓存的系统将所有数据存储在慢速硬盘上，并在动态数据存储在固态硬盘上的动态缓存中进行了扩充 复制（而不是移动）；这意味着此类系统的总存储空间等于慢速层提供的存储空间，但具有动态缓存的更多灵活性。使用基于缓存的系统，可以通过廉价，廉价的SSD形成快速层。

对于基于闪存的SSD，最佳的文件系统是什么？一个简单的答案可能是“写得更少的答案”，但是现实情况是，任何先进的文件系统技术都基于CoW方法，基于特定的实现，它可能导致相当大的写放大（即：ZFS和WALF）编写的内容将超过EXT4或XFS）。从纯粹的“无写”观点来看，我认为很难击败EXT4和XFS（尤其是在lvmthin的支持下，即使在这些经典文件系统上也可以实现快速快照）；但是，我真的很喜欢ZFS增加的数据保护保证和lz4压缩。

那么，您真的需要SSD存储来完成服务器工作吗？这取决于：

• 如果您需要廉价地存储多个TB的数据，那么HDD（或至多便宜的家用SSD）是您的最佳选择。

• 如果您的工作负载通常是连续的（例如：文件服务器），则不需要SSD。

• 如果您的工作负载是随机IO丰富的，则您将极大地受益于SSD；

• 如果您具有繁重的写同步模式，则企业级SSD（或具有受功耗保护的写回缓存的强大RAID控制器）是您的最佳选择，但缺点是成本较高。

此处的简单答案：例如，在构建服务器以进行大而快速的数据操作（例如视频编辑）时，使用SSD来获得快速性能数据

使用HHD进行慢速归档存储。

通常，HDD的可靠性要比SSD低，即使它们的单位演出成本比SSD低。

如果要存储敏感数据，请考虑使用ssd以及hdd进行备份。

安静并不总是很好。就像路上的电动汽车太安静了。HDD访问噪音可以提供安全性（我在看电影时如何检测到perforce服务器的中断。（此外：链接到/ var / log / messages的换行打印机更难擦除单个条目）

我这样看

我正在构建服务器的服务是什么？

如果它是诸如LDAP / AUTH / Printing之类的基础结构服务，通过它您可以提供服务，则主要是内存问题，可以节省金钱并使用HDD（7.2k或10k可能是RAID 1 SSD引导设备）并向其扔内存。

确保对文件服务器使用电池备份的闪存RAID控制器，然后可以通过控制器而不是磁盘提交写入来有效地使用HDD。

如果是数据服务数据库等，则可以使用SSD突袭来实现高吞吐量，但也可以通过使用HDD来控制成本，例如，某些数据库将不需要很高的写入速度，或者不需要运行IOP即可保证使用高成本存储。

归根结底，这取决于资金和您的CFO /财务总监/ VP财务。

固态硬盘显然是最好的，它们会变得更好，并且将继续变得更便宜，但是今天它们变得更加昂贵。

HDD非常适合顺序存储任务：

• 数据库日志文件
• 影片储存
• 备份卷（批量）
• 虚拟机快照

HDD也适合延迟不敏感的任务：

• 归档文件（单独）
• 足够小以足以在内存中运行的小型数据库
• 非OS软件文件（如果您的SSD装满了）

因此，对于服务器而言，如果您有预算，则可以用SSD填充它。除此之外，使用上面不完整的列表，您可以通过与HDD混合来节省金钱。

RAID和分层不在此问题的范围内，我敢肯定还有很多其他问题。

至于SSD的生命周期，（我记得阅读Samsung Evo Pro（消费类产品）的时间比承诺的要长得多）。各个单元肯定会随着时间的流逝而中断，但这并不会破坏整个磁盘。单元寿命与写入量有关。在那个细胞上。SSD控制器会随着时间的推移将写操作分散到多个单元中。如果SSD已满99％，并且剩余空间用于大量写入操作，则剩余空间将更快地用完。

如果有需要

1. 挂载基于文件的交换以增加内存
2. 视频聊天或视频流或视频处理
3. 处理导致单个文件大

则HDD更可靠。SSD
的覆盖速度似乎较慢

SSD真是太神奇了！
它在一个小机柜/机架中掀起了EB / Y物理存储的革命。

可以安装大型氮气冷却器，而较小的空间可以用作纯储物架

SSD缓存是另一种惊人的更快的读取技术，可将缓存提高到另一个层次